ARTÍCULODEREVISIÓN Bermúdez-Morales y col.
(1) Centro de Investigaciones sobre Enfermedades Infecciosas. Instituto Nacional de Salud Pública, Cuernavaca, Morelos, México. (2) Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México. México, D. F. , México.
Fecha de recibido: 31 de mayo de 2005 • Fecha de aprobado: 28 de octubre de 2005
Solicitud de sobretiros:Vicente Madrid Marina. Director de Biología Molecular de Patógenos, Instituto Nacional de Salud Pública, Avenida Universidad 655, colonia Santa María Ahuacatitlán, 62502, Cuernavaca, Morelos, México.
Correo electrónico: [email protected]
Bermúdez-Morales VH, Peralta-Zaragoza O, Madrid-Marina V. Gene therapy with cytokines
against cervical cancer.
Salud Publica Mex 2005;47:458-468.
Abstract
Gene therapy is an excellent alternative for treatment of many diseases. Capacity to manipulate the DNA has allowed direct the gene therapy to correct the function of an altered gene, to increase the expression of a gene and to favour the activation of the immune response. This way, it can intend the use of the DNA like medication able to control, to correct or to cure many diseases. Gene therapy against cancer has an enormous potential, and actually the use of the DNA has increased to control diverse cancer in animal models, with very encoura-ging results that have allowed its applications in experimental protocols in human. This work concentrates a review of the foundations of the gene therapy and its application on cervical cancer, from the point of view of the alterations of the immune system focused on the tumour micro-environment, and the use of the cytokines as immunomodulators.
Key words: cervical cancer; cytokines; DNA; gene therapy; human papillomavirus
Bermúdez-Morales VH, Peralta-Zaragoza O, Madrid-Marina V. Terapia génica con citocinas contra cáncer cervicouterino. Salud Publica Mex 2005;47:458-468.
Resumen
La terapia génica es una excelente alternativa para el trata-miento de muchas enfermedades. La capacidad para manipular el DNA ha permitido dirigir la terapia génica para corregir la función de un gen alterado, aumentar la expresión de un gen o activar la respuesta inmune. Así, se puede proponer el uso del DNA como un medicamento capaz de controlar, corregir o curar una enfermedad. La terapia génica contra cáncer tiene un potencial enorme, y en la última década se han obtenido resultados muy alentadores del uso del DNA para controlar diversas neoplasias en modelos animales, lo cual ha permitido su aplicación en protocolos experimentales en humanos. Esta revisión concentra una reseña de los fundamentos de la tera-pia génica y su aplicación en cáncer cervical, desde el punto de vista de las alteraciones de la respuesta inmune enfocadas al microambiente tumoral y el uso de las citocinas como modu-ladores de la respuesta inmune.
Palabras clave: cáncer cervical, citocinas, DNA, terapia géni-ca, virus del papiloma humano
Terapia génica con citocinas contra
cáncer cervicouterino
Víctor Hugo Bermúdez-Morales, M en C,(1,2)
Oscar Peralta-Zaragoza, M en C,(1,2) Vicente Madrid-Marina, Dr en C.(1)
L
a terapia génica consiste en el tratamiento, preven-ción o eliminapreven-ción de alguna enfermedad mediante la transferencia de DNA o el uso de genes para reem-plazar algún gen que esté alterado, que codifiquen para un antígeno de origen infeccioso, tumoral, o para molécu-las inmunoreguladoras de la respuesta inmune como: ci-tocinas y quimiocinas. En virtud de que esta tecnologíaintenta corregir el origen genético de una enfermedad y no sólo sus síntomas, tendrá un potencial enorme en la biomedicina moderna, por lo que se espera que sea im-pulsora de una nueva revolución en la terapia contra di-versas enfermedades.
con un origen genético hereditario bien definido, me-diante la inserción de un gen funcional y reemplazar al gen defectuoso. Sin embargo, el uso de esta tecnología se ha extendido a diversas enfermedades con diferente origen, ya sea infeccioso, alérgico, enfermedades auto-inmunes, enfermedades cardiovasculares y muy amplia-mente en el tratamiento del cáncer.
Existen dos tipos básicos de terapia génica que han sido aplicados en humanos: la germinal y la somática. La terapia génica germinal introduce la modificación ge-nética en las células reproductoras, en células precurso-ras de la línea germinal o en las células embrionarias en las primeras etapas del desarrollo. En el caso de las cé-lulas germinales los efectos terapéuticos se manifiestan en los descendientes que se originan a partir de las cé-lulas germinales tratadas. La terapia génica somática dirige la modificación genética a cualquier tejido cor-poral (o soma) inverso al fenotipo de la enfermedad.1
En este sentido, se pueden proponer varias formas de cómo abordar la corrección de los genes alterados. Una estrategia es mediante la inserción del gen normal den-tro de una célula o tejido de interés, y reemplazar el gen alterado para reestablecer el fenotipo normal. Otra for-ma es generar un intercambio del gen anorfor-mal, mediante un proceso de recombinación homóloga, o bien, por medio de una regulación de un gen alterado; es decir, regular la expresión de los genes.
Terapia génica contra el cáncer
A pesar de los grandes avances obtenidos en la patología molecular y en el entendimiento del desarrollo y progre-sión tumoral, aún no se ha generado una vacuna como tratamiento para el cáncer. En contraste con las enferme-dades hereditarias, caracterizadas por defectos monogé-nicos bien definidos, la mayoría de los tipos de cáncer en humanos se desarrollan a partir de múltiples pasos que involucran alteraciones en varios genes que son respon-sables del fenotipo neoplásico de las células malignas.2
De esta manera, mientras que la terapia génica por susti-tución de un solo gen puede emplearse para corregir un defecto genético recesivo o dominante, no es una alter-nativa muy adecuada para el tratamiento contra el cán-cer. Por esa razón, la mayoría de los tratamientos oncológicos enfocan su acción a inhibidores del ciclo ce-lular, a macromoléculas que tienen una función alterada y a inmunoreguladores de la respuesta inmune, y utili-zan drogas, enzimas, hormonas, factores de crecimiento, citocinas y receptores modificados, los cuales inciden en el mantenimiento de la actividad tumoral.
La terapia génica contra el cáncer propone reempla-zar o alterar la expresión de algunos genes que promue-ven el proceso tumoral. Por ejemplo, la pérdida de genes
supresores de tumor (como el gen p53) y la sobreexpre-sión de oncogenes (por ejemplo, K-ras) se han identifica-do en varias neoplasias. Esto ha permitiidentifica-do corregir una anormalidad genética por la inserción de una copia del gen normal y la reversión del fenotipo maligno asociado con la muerte de la célula tumoral.3,4 Sin embargo,
aun-que estos resultados son alentadores, esta alternativa no ha tenido aún el éxito esperado en su aplicación en mo-delos in vivo. Así, con la finalidad de incrementar la efi-ciencia terapéutica de este tipo de procedimientos, será necesario implementar nuevas estrategias para poder transferir genes a las células malignas, y evitar que las células normales sean afectadas.
Se han considerado una lista de genes que podrán ser usados en el tratamiento contra el cáncer mediante terapia génica. Estos incluyen: genes que codifican para citocinas y moléculas coestimuladoras de superficie ce-lular; quimiocinas, las cuales son necesarias para activar la respuesta inmune sistémica contra antígenos específi-cos de tumor; genes que codifican para antígenos especí-ficos de tumor. Por otro lado, se han publicado varios trabajos donde se usan genes que codifican para prodro-gas o también llamados genes suicidas, como la timidina cinasa del virus Herpex simples, la nitroreductasa, la cito-cina desaminasa de Escherichia coli, la hidrogenasa de Clos-tridium acetobutylicum, la timidina fosfatasa, diferentes isoformas de citocromo P450, deoxicitidina cinasa y la flavodoxina.5 Adicionalmente, diversas estrategias y
ve-hículos se han propuesto para transportar los genes tera-péuticos hasta su sitio blanco (cuadro I).
Respuesta inmune antitumoral
La inmunovigilancia tumoral se mide mediante dos ti-pos de mecanismos: la respuesta inmune innata y la res-puesta inmune adaptativa. La resres-puesta inmune innata se considera como la primera barrera contra las células tumorales, las cuales son reconocidas por un proceso independiente de antígeno. Este mecanismo es media-do por un patrón de receptores y de moléculas de su-perficie celular expresados en la célula tumoral. Entre las principales células que reconocen a la célula tumo-ral se encuentran las células asesinas natutumo-rales (células NK), las cuales reconocen la baja o nula expresión de moléculas MHC I sobre la célula tumoral, así como pro-teínas relacionadas con estrés, como la expresión de MICA y MICB, que son ligandos de los receptores NKG2D expresados por las células NK.6
más importante para eliminar las células neoplásicas. Esta respuesta es dependiente de la activación de los linfoci-tos T y de las células presentadoras de antígenos profe-sionales (APC).7 La activación de los linfocitos T, requiere
que las células dendríticas (CD) capturen y procesen el detritus celular tumoral, migren a los nódulos linfáticos regionales para presentar los antígenos tumorales a los linfocitos T CD8+ mediante las moléculas del MHC clase
I. En este proceso se activan tanto los linfocitos T CD4+ y
CD8+ específicos contra péptidos tumorales, los cuales
son reconocidos a través de las moléculas del MHC. Los linfocitos T CD8+ citotóxicos son los responsable de lisar
y eliminar a las células tumorales, por el reconocimiento de péptidos tumorales asociados a las moléculas del MHC clase I expresado en la superficie de la célula tumoral. Por otro lado, los linfocitos T CD4+ son los encargados de
orquestar la respuesta inmune antitumoral, ya que están involucrados en la inducción y activación de los linfoci-tos T CD8+ citotóxicos a través de la producción de
cito-cinas. Además, los linfocitos T CD4+ son capaces de
interactuar con las células APCs en el proceso de presen-tación de antígenos tumorales (priming) y activar a los precursores de linfocitos T CD8+ (figura 1).8,9
Cuadro I
ESTRATEGIASDEVACUNASMEDIANTEEL USODETERAPIAGÉNICA
1) Vacunas basadas en plásmidos de DNA - DNA desnudo
- Gene gun
- Liposomas y lípidos catiónicos Adyuvantes
Motivos CpGs BCG
Fosfato de aluminio (AIPO4) Fosfato de calcio
Sucrosa Polibreno, etc.
2) Vacunas basadas en vectores vivos - Vectores virales
Retrovirus Virus de vaccinia
Adenovirus y virus adenoasociados Alfavirus
Virus de estomatitis vesicular Pseudovirus de VPH - Vectores bacterianos
Listeria monocytogenes Salmonella typhimurium Mycobacterium bovis 3) Vacunas basadas en células
- Vacunas basadas en células dendríticas (DC) Transcriben genes terapéuticos Pulsadas con antígenos tumorales - Vacunas basadas en células tumorales (CT)
CT que expresan antígenos tumorales CT que expresan moléculas inmunoactivadoras (citocinas y moléculas coestimuladoras)
Citocinas y microambiente tumoral
Muchos de los eventos de la respuesta inmune están regulados por moléculas solubles llamadas citocinas, las cuales son secretadas por una gran variedad de tipos celulares, pero principalmente las producen los linfoci-tos T CD4+. Las citocinas son proteínas de bajo peso
mo-lecular, que pueden secretarse o permanecer unidas a la membrana celular. Para realizar su función biológica se requieren en concentraciones de nanogramos a picogra-mos. Las citocinas actúan de manera autócrina al mo-dular la actividad celular, o de manera parácrina al inducir la producción de otras citocinas mediante otras estirpes celulares. Además, las citocinas son importan-tes en la regulación de la proliferación y diferenciación celular, en la quimiotáxis celular y en la activación de células de la respuesta inmune.10 Las citocinas se
secre-tan en respuesta a una amplia variedad de estímulos como: estrés celular, lesiones inducidas por carcinóge-nos, infecciones o inflamación. En este contexto, las ci-tocinas estimulan la respuesta del huésped al controlar el estrés y la homeostasis celular.
En general, hay dos grupos de citocinas que pueden ser distinguibles con base en su participación en los pro-cesos de infección y/o inflamación. Las citocinas que es-tán directa o indirectamente involucradas en los procesos inflamatorios reciben el nombre de citocinas proinflama-torias [la interleucina (IL)-1, IL-2, IL-6, el interferón
(IFN)-γ y el factor de necrosis tumoral (TNF)-α] y promueven la respuesta inmune mediada por células. Las citocinas que suprimen la actividad de las citocinas proinflamato-rias son las citocinas antiinflamatoproinflamato-rias. Por ejemplo, IL-4, IL-10 e IL-13, que son potentes mediadores de los linfoci-tos B. De esta manera, el perfil de expresión de citocinas presentes en una enfermedad determinará el tipo de res-puesta inmune que se genere.11,12
Recientemente, se ha determinado que en diversos tipos de cáncer se genera un microambiente tumoral, a causa de la expresión o represión de diferentes genes (como Fas, ligando de Fas, citocinas y quimiocinas), importantes en la respuesta inmune y de la célula tumoral; también se producen citocinas inmunosupresoras en el sitio tumoral, las cuales favorecen la progresión del proceso neoplási-co.13 En virtud de que las citocinas tienen funciones
pleio-trópicas, es difícil determinar la participación de una citocina en particular en la progresión del cáncer. Esto se debe a la relación con otras citocinas, factores de crecimiento y hormonas, que actúan simultáneamente en el sitio del tumor, así como con el blanco celular sobre el que actúan.14
activi-dad de la angiogénesis del tumor, y promover la metásta-sis por el incremento de la adhesión celular. 2) Las citoci-nas como mediadores de la respuesta inmune pueden inhibir la expresión de las moléculas y receptores, tanto de las células de la respuesta inmune como de la célula tumo-ral, las cuales están involucradas en la identificación y des-trucción de la célula tumoral (como la desregulación de las moléculas MHC clase I y II, de moléculas coestimula-doras y la desregulación de la cadena zeta del complejo TcR/CD3).14-17
En diferentes neoplasias, se ha observado una ten-dencia en la expresión de citocinas antiinflamatorias y una disminución de expresión de citocinas proinflamatorias. 18-20 Este cambio en la expresión de citocinas
proinflamato-rias a antiinflamatoproinflamato-rias podría facilitar la progresión tumoral por la subversión de los mecanismos de inmuno-vigilancia celular. Particularmente, se ha observado un perfil de expresión de citocinas antiinflamatorias en pa-cientes con carcinoma cervical.21 En este sentido, la
expre-sión de las citocinas IL-4, IL-10 y TGF-β1 correlaciona con
FIGURA 1. MEDIADORESDE LARESPUESTA INMUNECONTRA TUMORES. LA FASEACTIVADORA DE LARESPUESTAINMUNE CONTRATUMORESINICIACONLACAPTURAYPROCESAMIENTODEVESÍCULAS DEMEMBRANALIBERADASPORLASCÉLULAS
TUMORALES (EXOSOMAS) CAPTADASPORLASCÉLULASDENDRÍTICAS (CD), LASCUALESMIGRANALOSNÓDULOSLINFOIDES
REGIONALESPARA ACTIVARA LASCÉLULASDELARESPUESTA INMUNE (CROSS-PRIMING). ESTE PROCESODEMADURACIÓN -MIGRACIÓNDELAS CD A LOS NÓDULOS LINFOIDESLOFACILITALAINTERACCIÓNDEL RECEPTORDEL CD40 DELAS CD
CONEL CD40L EXPRESADOENLOSLINFOCITOS TCD4+YENLASCÉLULAS NKT. POROTROLADO, ENLAFASEEFECTORA,
ELMATERIALENDOCITADODELTUMORSEPRESENTAALOSLINFOCITOS T CD8+Y CD4+ATRAVÉSDELASMOLÉCULASDEL MHC CLASE I Y II, RESPECTIVAMENTE. LOSLINFOCITOS T CD4+ACTIVADOSSONDIFERENCIADOSENLINFOCITOS T CD4+ TH1 Y TH2 SEGÚNLASCITOCINASQUESECRETAN, YLASCITOCINASPUEDENACTIVARALARESPUESTAINMUNEHUMORALY CELULAR. ENLARESPUESTAINMUNEHUMORAL, LOSLINFOCITOS B ACTIVADOSPRODUCENANTICUERPOSESPECÍFICOSCON
-TRAANTÍGENOSTUMORALES, MIENTRASQUEEN LARESPUESTAINMUNECELULAR, LOS LINFOCITOS T CD8+CITOTÓXICOS
la severidad de la enfermedad asociada con la infección del virus del papiloma humano.22-24 Por lo tanto, la
expre-sión de un perfil de citocinas antiinflamatorias en el mi-croambiente tumoral cervical favorece un estado de inmunosupresión local, el cual se asocia con la desregula-ción de varias moléculas de la respuesta inmune.25 En
fa-vor de esta hipótesis, se ha informado sobre varias alteraciones de la respuesta inmune en pacientes con le-siones cervicales premalignas y malignas. Por ejemplo, se ha informado de una baja expresión de moléculas del MHC clase I asociada a la baja expresión de TAP1,26 de
disminu-ción de la expresión de moléculas coestimuladoras como B7 sobre la célula tumoral,27 de baja expresión de CD2528 y
de la cadena ζ del complejo TcR/CD3 en linfocitos T infil-trantes de tumor y en células NKTs.29,30
Citocinas como terapia génica contra el cáncer
Las células tumorales tienen baja capacidad para acti-var a la respuesta inmune, como resultado de la dis-minución de la expresión de moléculas del MHC clase I y II, de moléculas de adhesión celular y de moléculas coestimuladoras. Esto impide la adecuada presentación de antígenos tumorales y la activación de los linfoci-tos T. Este efecto se confirma por la secreción de citoci-nas inmunosupresoras como IL-10 y TGF-β1 y una nula expresión de citocinas proinflamatorias involucradas en la activación de la respuesta inmune.
Estos mecanismos de evasión a la respuesta inmune podrían superarse con la introducción de genes que co-difiquen para moléculas inmunomoduladoras, dentro del microambiente tumoral. La identificación de las citoci-nas y quimiocicitoci-nas como inductores de la maduración, activación y migración de células efectoras de la respues-ta inmune ha permitido su uso como activadores de la respuesta inmune contra varios tumores. En varios mo-delos tumorales se ha determinado que las citocinas pue-den favorecer la regresión del tumor, al activar la respuesta inmune mediada por células. Las citocinas
IFN-γ, IL-2, IL-12, IL-18 y el factor estimulador de colonias de granulocitos-monocitos (GM-CSF) recombinantes se han utilizado preferentemente como inmunoterapia contra el cáncer. Estas citocinas promueven la activación de linfo-citos T contra antígenos tumorales, activan la respuesta inmune no especifica e inducen la expresión de otras ci-tocinas activadoras. Además, pueden activar varias cé-lulas de la respuesta inmune como: las cécé-lulas NK, monocitos y macrófagos. Estas citocinas favorecen la pre-sentación de los antígenos específicos del tumor por par-te de las propias células malignas.31 Sin embargo, la
inmunoterapia con citocinas como activadores de la res-puesta inmune está asociada con la vida media de estas
citocinas y con la actividad tóxica a nivel sistémico. Por lo tanto, la terapia génica es la vía más factible para la administración local de estas citocinas. La liberación de los genes directamente en los tumores genera la expre-sión de los genes de las citocinas en las células del tumor, por lo que las altas dosis de las citocinas se producen en el ámbito local, y se reduce la toxicidad de la liberación de las citocinas recombinantes en el ámbito sistémico.32
Citocinas como terapia génica en cáncer cervical
El gran avance de las investigaciones en la terapia gé-nica contra el cáncer cervical está enfocado principal-mente a los oncogenes E6 y E7 del virus del papiloma humano (VPH), como antígenos específicos del tumor para generar inmunogenicidad tumoral. Estos genes se han usado en vacunas profilácticas y terapéuticas en diversas estrategias de terapia génica. En este sen-tido, se han inyectado simplemente los genes en el si-tio del tumor como DNA desnudo,33-35 mediante el uso
de una pistola de DNA (gene gun)36 o usando
vehícu-los virales para liberar el material genético como: vehícu-los vectores adenovirales,37 virus adenoasociados,38 el
vi-rus de vaccinia,39 alphavirus,40 el virus de estomatitis
vesicular41 o speudovirus de VPH.42,43 Además, se han
utilizado otros vehículos bacterianos como: Listeria monocytogenes,44 Salmonella typhimurium,45 y
Mycobacte-rium bovis.46 (cuadros I y II). Adicionalmente, otras
proteínas de VPH como E1, E2, E4, E5, L1 y L2 se han considerado como antígenos de tumor para el control del cáncer cervical.33,36,47
Recientemente se demostró que las proteínas vira-les E5, E6 y E7 del VPH regulan la expresión de genes heterólogos celulares y pueden contribuir al desarrollo del cáncer cervical.48-50 Entre estos genes se encuentran la
Los interferones (IFN), así como las citocinas IL-2, IL-12, y GM-CSF, se consideran como los principales in-munomoduladores de la respuesta inmune celular, y se han empleado en diversos modelos preclínicos contra el cáncer cervical.52 De igual manera, diversas vías y
vehí-culos de inmunización se han utilizado en diversos mo-delos tumorales murinos asociados al VPH (cuadro III).
Interferones: Los interferones son las citocinas más estu-diadas como tratamiento para el cáncer cervical. Esta familia de citocinas tiene propiedades antivirales, anti-proliferativas e inmunomoduladoras.53 Las lesiones
cer-vicales asociadas al VPH y que se tratan con interferón
recombinante pueden eliminar el virus y, en algunos casos, la infección latente. Sin embargo, el tratamiento con los IFN-α y γ recombinantes en pacientes con neo-plasias intraepiteliales cervicales (NICs) y en carcino-mas cervicales bien establecidos, han generado resultados muy inconsistentes y su eficacia ha sido con-troversial.54-56 Es probable que estos resultados sean
de-pendientes de los subtipos del interferón utilizados. El IFN-β es más efectivo que el IFN-α y generalmente el IFN-γ es el que tiene mayor efectividad contra neopla-sias. Asimismo, la actividad tóxica del IFN-β es muy alta comparada con drogas quimoterapéuticas, como el cisplatino, taxol y gemcitabine.57 Así, reiteradamente, la
Cuadro II
VACUNASQUESEEMPLEANENTERAPIAGÉNICA
Terapia génica Ventajas Deventajas
DNA desnudo 1. Generado (OJO) para expresar un antígeno tumoral específico 1. Es necesario conocer la secuencia del antígeno tumoral 2. Fácil de producir y estable 2. Baja imunonigenicidad
3. Fácil de administrar: inyección directa o biobalística (gene gun) 3. Se requieren altas dosis del plásmido para 4. Se puede aplicar en conjunto con adyuvantes generar una buena respuesta inmune
4. Baja capacidad de transfección
5. Inmunizaciones repetidas pueden inducir tolerancia Vectores Virales 1. Generados para expresar un antígeno tumoral relevante 1. Inmunodominancia de antígenos virales sobre
2. Pueden generarse para que coexpresen moléculas antígenos tumorales
inmunoestimuladoras y citocinas 2. Débil respuesta antitumoral observada en la mayoría 3. Amplia variedad de vectores virales de los vectores virales
4. Alta capacidad de infección 3. Persistencia de la respuesta inmune contra los 5. Alta capacidad de transcripción del transgen vectores virales que puede atenuar la respuesta 6. Se pueden generar para transcribir el gen antitumoral
terapéutico con promotores específicos 4. Riesgo de toxicidad con los vectores vivos 5. Capacidad de integración del material genético viral
al genoma de la célula huésped (retrovirus) Vectores 1. Generados para expresar un antígeno tumoral 1. Se genera una respuesta inmune contra antígenos bacterianos 2. Puede ser generados para expresar moléculas bacterianos sobre los antígenos tumorales
que activan la respuesta inmune 2. En dosis repetidas se generan anticuerpos en contra 3. Son capaces de activar la respuesta inmune de antígenos bacterianos
4. Algunas bacterias pueden ser inyectadas por 3. Riesgo de infección de los vectores bacterianos vía oral y se puede generar una respuesta
inmune sistémica
5. Se pueden dirigir antígenos tumorales a la superficie de la célula bacteriana
Vacunas basas en 1. Pueden expresar un antígeno tumoral 1. Se requiere capacitación de líneas celulares células tumorales 2. Los antígenos no necesariamente deben ser definidos autólogas o alogénicas
3. Pueden ser generadas para que coexpresen 2. Baja capacidad de presentación de antígenos moléculas inmunoestimuladoras (citocinas) 3. Amplio tiempo de producción
4. Se genera respuesta inmune contra la célula tumoral 4. Gran costo, tiempo, manufactura
Células dendríticas 1. Eficientes células presentadoras de antígenos 1. Se necesita cultivarlas ex vivo modificadas 2. Disponibles para su uso en amplios protocolos clínicos 2. Extensivo trabajo, costo y tiempo
3. Pueden activarse con antígenos tumorales 3. Pueden generar tolerancia por las CD inmaduras caracterizados o no caracterizados 4. Falta de criterios para estandarización del 4. Pueden activarse por múltiples antígenos y producto final
terapia génica local con IFN-β tiene una amplia aplica-ción en la clínica en pacientes con cáncer.58 No obstante,
respecto a la terapia génica con interferón para el trata-miento del cáncer cervical, hasta este momento sólo se ha demostrado el uso del IFN-β en terapia génica en ratones desnudos, en un modelo tumoral generado con el uso de una línea celular de carcinoma cervical (ME180). En este modelo se demuestra que el uso de adenovirus recombinantes que expresan el gen de
IFN-β es capaz de disminuir el desarrollo tumoral y la so-brevida de los ratones con tumor.59
Interleucina 2: La IL-2 es un potente activador de los lin-focitos T, activa a las células NK, a los macrófagos, a los linfocitos B y estimula la liberación de varias citocinas. Su efecto antitumoral es mediado por promover la acti-vación de las células NK, células asesinas activadas por linfocinas (LAK) y otras células citotóxicas, así como la inducción de IFN-γ, TNF-α.60 El uso de la IL-2 en
tera-pia génica contra cáncer se ha empleado ampliamente en diversos modelos tumorales preclínicos, incluyendo el carcinoma hepatocelular,61 carcinoma de cabeza y
cuello,62 sarcomas,63 plasmocitoma,64 carcinoma de
mama,65 linfomas,66 y en cáncer cervical.67
Particularmen-te, el efecto adyuvante de la IL-2 en cáncer cervical se
ha probado en modelos tumorales asociados al VPH. Se ha demostrado que el tratamiento con la proteína re-combinante y con el gen de IL-2, administrados por vía intratumoral, reduce significativamente el avance de los tumores asociados al VPH e inhibe la formación de tu-mores recurrentes después de ser eliminados por ciru-gía.67,68 Por otro lado, en diversos modelos tumorales
asociados al VPH, el desarrollo tumoral genera metás-tasis a pulmón y a nódulos linfoides. Sin embargo, el tratamiento basado en terapia génica con IL-2, admi-nistrada vía peritumoral, reduce el tamaño del volumen del tumor y el número de metástasis; y este efecto es dependiente de la expresión de moléculas MHC clase I por la propia célula tumoral.69 Además, se ha sugerido
el tratamiento adicional con IFN-γ, para favorecer la expresión de las moléculas de MHC clase I y potenciar el efecto protector.70 Este mismo efecto protector se ha
observado con la combinación de IL-12,71 y con el
GM-CSF.72,73 El mecanismo de inhibición del desarrollo
tu-moral por IL-2 se ha determinado por la capacidad para promover el infiltrado de los linfocitos T y células NKs al sitio del tumor,74 lo que aumenta el nivel de actividad
lítica.75 Además, la presencia de IL-2 favorece la
expre-sión de las subunidades β y γ del receptor de IL-2 en células tumorales asociadas a VPH, las cuales se requie-ren para los eventos de traducción de señales.76
GM-CSF: El factor estimulador de colonias de granu-locitos-monocitos es un potente activador de la res-puesta inmune antitumoral y se ha probado mediante terapia génica en diferentes modelos tumorales en ani-males y en ensayos clínicos en humanos.77-78
El uso del GM-CSF como adyuvante en la terapia génica contra cáncer cervical ha sido probado mediante el diseño ex vivo de líneas celulares tumorales, transfor-madas con las proteínas de VPH y transfectadas con el gen de GM-CSF.79 El tratamiento en modelos tumorales
en ratón asociados al VPH y con la terapia génica ex vivo ha permitido determinar que el GM-CSF es capaz de inhibir el desarrollo tumoral de una manera dosis dependiente.80 Además, el tratamiento en conjunto de
GM-CSF y la IL-2 aumenta la protección contra tumo-res recurrentes después de ser eliminados por cirugía e inhibe la formación de metástasis, las cuales no son in-hibidas tan sólo con el tratamiento con el GM-CSF.73 Se
ha determinado que el efecto antitumoral del GM-CSF es dependiente del reclutamiento de APCs al sitio de inmunización, como las CD, las cuales son considera-das como las más eficientes células inmuno-estimula-doras que presentan antígeno, y son capaces de activar a los linfocitos T CD4+ y CD8+ antígeno-específicos.78
En este sentido, el efecto antitumoral del GM-CSF en la terapia génica contra el cáncer cervical es dependiente
Cuadro III
USODETERAPIAGÉNICAENMODELOSTUMORALES ASOCIADOSALVIRUSDELPAPILOMAHUMANO
Gen terapéutico Terapia génica Modelo tumoral Referencia (Línea celular)
Interferón-β Adenovirus ME180 59 IL-2, GM-CSF Vacunas de tumor TC-1, MK16 73 IL-2 Vacunas de tumor MK-16 70 IL-2 Vacunas de tumor MK-16 69 IL-2, GM-CSF, AAV MK-16 72
Timidina cinasa
IL-2, DC Vacunas de tumor MK-16 68 IL-12, B7-1, B7-2 Vacunas de tumor BMK-16/myc 89
IL-12 DNA desnudo TC-1 86
IL-12, E7 antisentido DNA desnudo C3 87 IL-12, E7 proteína Adenovirus ND 88 IL-12, E6 mutada Gene gun - 91 GM-CSF, E8 de CRPV Vacunas de tumor BL-1 81
(E7+ HPV 16) GM-CSF, E7 CRPV DNA desnudo PC 82
del resto de los antígenos virales del VPH, principal-mente por las oncoproteínas E6 y E7. Por lo tanto, el tratamiento con el GM-CSF y la inmunización con los oncogenes E6 y E7 potencializa la respuesta de los lin-focitos T CD8+ citotóxicos antígeno-específicos contra
E6/E7 y la protección antitumoral en tumores que ex-presan los mismos antígenos.81,82
Interleucina 12: La IL-12 es una citocina que por sus pro-piedades como inmunomodulador de la respuesta ce-lular y de la actividad antitumoral se ha usado ampliamente en la terapia génica en diversos tumores murinos. Se han demostrado sus efectos en la inhibi-ción del avance del tumor y reducinhibi-ción del número de metástasis experimentales.83-85 Es probable que la IL-12
sea una de las citocinas que más se usa como terapia génica contra el cáncer cervical. Su efecto adyuvante se ha demostrado en diversos modelos animales con tu-mor asociados al VPH. El tratamiento con el gen de IL-12 se ha empleado usando la terapia génica no viral (DNA desnudo),86,87 terapia génica viral con el uso de
adenovirus,88 terapia génica ex vivo,89 y en combinación
con los oncogenes E6 y E7,87,88 así como con genes de
moléculas inmunomoduladoras de la respuesta inmu-ne celular como B7.89 El efecto de represión del
creci-miento tumoral se observa en todos los casos. Además, la IL-12 es capaz de inhibir la formación de metástasis experimentales y se considera como un buen candidato para el tratamiento basado en la terapia génica contra el cáncer cervical. El efecto antitumoral de IL-12 es depen-diente de la activación y proliferación de los linfocitos T CD8+ citotóxicos,88 y del aumento en la producción de
IFN-γ en el sitio de inmunización, el cual es producto de la activación de las células NK.84,88 Adicionalmente,
el uso de IL-12 en la terapia génica contra el cáncer cer-vical se ha empleado en conjunto con otras citocinas como el GM-CSF e IL-2, donde ocurre un aumento del efecto protector contra el avance del tumor.90 Sin
em-bargo, el mejor efecto adyuvante se ha observado por la administración peritumoral de IL-12 y el GM-CSF.
De igual manera, se han probado diferentes com-binaciones de citocinas como terapia génica en mode-los tumorales experimentales asociados al VPH. La administración de IL-2 y el GM-CSF en conjunto inhi-ben el desarrollo tumoral y la formación de tumores residuales después de la cirugía o quimioterapia en sis-temas experimentales. No obstante, el tratamiento úni-camente con GM-CSF no tiene capacidad de inhibir la metástasis a pulmón, y se requiere de IL-12 para inhi-bir este proceso.73 Se ha demostrado que el
tratamien-to simultáneo con IL-2, IFN-γy GM-CSF en un modelo tumoral experimental asociado al VPH-16, inhibe la for-mación de tumores recurrentes y no se detectan
dife-rencias en la actividad citotóxica de los linfocitos T CD8+ del bazo.67 Por otro lado, la terapia génica con
citocinas como tratamiento para el cáncer cervical ha sido probada en conjunto con terapias combinadas, usando RNA antisentido para E7,90 antígenos de
VPH,82,88,91 terapia génica suicida,72,92 citocinas
recom-binantes73 y moléculas coestimuladoras de la
respues-ta inmune celular como B7-1 y B7-2.89,92
Conclusiones
En la actualidad el tratamiento contra diferentes enfer-medades oncológicas ha evolucionado a pasos muy ace-lerados. Esto ha sido posible gracias a la influencia de la ingeniería genética y de la genómica en la medicina, que han permitido cambiar la perspectiva de los tratamien-tos y terapias contra las neoplasias. En este sentido, la terapia génica es una herramienta muy útil en la biome-dicina moderna y, gracias a la capacidad de transferencia de DNA para corregir la acción de un gen alterado y fa-vorecer la activación de la respuesta inmune, tiene un potencial enorme para el tratamiento, prevención o eli-minación de algunos tipos de cáncer.
Recientemente, las investigaciones en torno al trata-miento de las neoplasias están enfocadas principalmen-te en conocer el origen del cáncer, las alprincipalmen-teraciones celulares generadas durante la evolución tumoral y los mecanis-mos moleculares de la evasión de la respuesta inmune. Este conocimiento en conjunto con la biomedicina han permitido plantear el uso de nuevos fármacos, proteínas o el uso del DNA para controlar y/o corregir los defectos celulares, así como activar la respuesta inmune para eli-minar a la célula tumoral.
De esta manera, las citocinas son excelentes candida-tos para inhibir el avance del cáncer, ya que son considera-das como moléculas inmunoreguladoras que promueven la maduración, activación y migración de las células efec-toras de la respuesta inmune al sitio de la neoplasia.
quimio-cinas, con antígenos específicos de tumor, con moléculas coactivadoras, con adyuvantes y con el uso de diversos vehículos como acarreadores de los genes terapéuticos. En conclusión, este escenario permite proponer a la tera-pia génica con citocinas como una excelente estrategia para el tratamiento del cáncer cervical.
Agradecimientos
Victor Hugo Bermúdez Morales y Oscar Peralta Zara-goza son becarios del CONACyT con los números de expedientes 125098 y 117983, respectivamente.
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